实验一 用不测力模态分析法测量简支梁的模态参数
一、实验目的
（1）学习不测力实验模态分析方法的原理
（2）掌握用不测力模态分析法测量结构固有频率、模态振型、模态阻尼比的方法
二、实验系统框图
三、实验原理
所谓不测力法就是在试验过程中不需要测量激励力的方法。工程中的的大量结构和机器都是很难人工施加激励力的。其结构的响应主要由环境激励引起的，而这些环境激励是既不可控又难以测量的。
不测力法只能利用系统的响应数据对固有频率、模态振型、模态阻尼或阻尼比这几个模态参数进行估计，而这几个模态参数已经能够满足绝大多数工程中结果动力特性分析的要求。不测力法模态软件利用测量得到相应的自功率谱、互功率谱、传递率和相干函数进行模态参数估计。
前述的运行模态分析法（OMA）属于不测力模态分析法。 不测力法也可分为解析法和图解法两种类型。使用范围与测力法一致。图解法也可选用自互功率谱综合法或传递函数法，解析法可选用随机子空间法（SSI）。
四、实验步骤
简支梁的几何尺寸为：长（x向）625mm，宽（y向）50mm，使用不测力法做其z方向的的振动模态，实验过程如下。
1.测点的确定
可以将简支梁分出八等分，即九个结点，去掉两端的两个节点以及2号节点，共选取6个测点，如图所示。实验时，将传感器放置于每一个等分点处。
2.连接仪器
将两个测量用的加速度传感器分别接入采集器的的通道1和通道2 3.测量设置
打开仪器电源，启动分析软件，选择频谱分析模式。新建4个窗口，分别显示通道1和通道2的时间波形以及通道1和通道2的平均谱，平衡清零后，即可开始采样。
4.参数设置
（1）系统参数设置： 采样频率：2kHz; 采样方式：连续； 触发方式：自由采集； 平均方式：线性平均；
平均次数：100次； 时域点数：2048点； 窗类型：海宁窗. （2）通道参数设置： 参考通道：通道1。
工程单位和灵敏度：参考实验十。本实验中，两个传感器的灵敏度必须设置正确。 模态参数：编写测点号和方向。实验时，将其中一个传感器放置在参考点处，并在整个测试过程中该传感器位置不变，其通道的“几何参数（模态参数）”栏中“参考标识”打“√”，其余通道的“参考标识”打“×”；移动另外一个传感器进行测量，在每一批次的测试过程结束之后，都要对通道2的测点编号进行设置，具体做法与测力模态分法相似。
5.测量与数据预处理
移动传感器，逐点进行测量，测试完成后回放采样数据，重新计算每个测点的平均谱。
6.模态分析
（1）启动模态分析软件，选择“不测力法”，创建新工程及新结构文件。
（2）几何建模：自动创建矩形模型，输入模型的长宽参数以及分段数，打开节点坐标栏，编写测点号。
（3）导入时域数据：从上述实验得到的数据文件内，将每个测点的时域数据导入模态软件；然后对时域数据进行去除均值、FFT分析等操作，得到每个测点的谱数据。
（4）参数识别：选择单光标，将光标分别置于谱图峰值处并按回车键进行选定，点击参数识别按钮，选择“基于传递率”的参数识别，新建模态参数文件，搜索峰值，计算频率、阻尼以及留数（振型）
7.振型编辑
在频率、阻尼显示表中，用鼠标将要动画显示的频率、阻尼参数选中并保持，回到结构文件显示界面，进行自动插值与约束方程设置。
8.动画显示 同实验十。
五、实验结果和分析
（1）记录模态参数。 模态参数 频率/Hz 阻尼 第一阶 36.15 3.54% 第二阶 117.24 1.49% 第三阶 262.82 2.15% （2）打印出各阶模态振型图。
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